[发明专利]一种用于优选改造模式的砂岩可压性评价方法

说明书

本发明涉及一种用于优选改造模式的砂岩可压性评价方法，属于水力压裂技术领域。一类是形成网状的裂缝；另一类是形成单一裂缝。在对目标储层开展压裂前，主要是考虑储层是否可以形成缝网，但是在砂岩储层中，有时难以形成缝网结构，因此首先根据岩石脆性(BDI)、应力差异系数、天然裂缝发育程度以及断裂能密度四个方面并结合层次分析法及熵权法建立缝网可压性模型判断目的层是否能够形成缝网结构，若目标储层难以形成缝网结构，根据弹性模量、泊松比、拉压比、孔隙度、渗透率以及水平地应力差对缝长的影响，建立单缝可压性模型，判断储层是否可以形成单一裂缝。根据两类模型优选出目标储层的压裂改造方式。

技术领域

本发明属于水力压裂技术领域，涉及一种用于优选改造模式的砂岩可压性评价方法。

背景技术

砂岩压裂主要形成两类裂缝：单一对称裂缝和缝网。单一对称裂缝指在自身赋存环境下，反映水力裂缝延伸难易程度及裂缝延伸形态发展趋势，与自身物理、力学特性相关，与施工参数无关，裂缝越长、可压性越好；裂缝网络指水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。裂缝越复杂、可压性越好。单一裂缝关注缝长、裂缝结构关注裂缝复杂程度；首先判断地层形成缝网可行性，若不能则判断其造长缝的可行性。

目前国内外对砂岩储层压裂，精准判断地层压裂改造模式可以最大化的达到改造的目的，同时也可以降低改造的成本。因此有必要提出一种用于优选改造模式的砂岩可压性评价方法，尽可能达到精准改造的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于优选改造模式的砂岩可压性评价方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于优选改造模式的砂岩可压性评价方法，包括以下步骤：

步骤一，根据岩石力学实验得出应力应变曲线，将其等效为理想曲线并计算软化模量，并结合岩石力学实验数据拟合出软化模量与E(σ₁-σ₃)/σ₃的线性关系，式中E为弹性模量，单位为MPa；σ₁为最大水平主应力，单位为MPa；σ₃为最小水平主应力；并利用最小二乘法的拟合原理获取三轴压缩强度与杨氏模量的关系，综合得出脆性指标模型；并利用最小二乘法的拟合原理获取三轴压缩强度与杨氏模量的关系，综合得出脆性指标模型；

步骤二，根据计算出的脆性指标，并结合应力条件、天然裂缝发育程度以及断裂能密度四个方面，将参数归一化处理；根据各参数的重要程度建立矩阵计算出基于层次分析法的各参数的权重，并检验其一致性；再通过熵权法的原理，计算出基于熵权法的各参数的权重，并根据加权平均的方法计算出基于两种方法的综合权重；

步骤三，根据四等分的方法，建立缝网可压性评级指标，可压性指数大于0.5的考虑开展缝网压裂，反之则判断其是否可以开展单缝压裂；

步骤四，根据有限元模拟杨氏模量、泊松比、压拉比、孔隙度、渗透率以及水平地应力差对缝长的影响，判断这些因素与缝长的正负相关性；

步骤五，根据步骤四的模拟结果，同样根据层次分析法与熵权法结合的方法得出各参数的综合权重，建立单缝可压性模型，根据四等分的方法，建立缝网可压性评级指标，可压性指数大于0.5的可以考虑开展单缝压裂，反之则该地层不适合压裂；

步骤六，分别利用缝网可压性模型以及单缝可压性模型计算目标储层的可压性指数，优选出合适的改造模式。

优选地，在步骤一中，根据岩石力学实验得出应力应变曲线，将其等效为理想曲线并计算软化模量，并结合岩石力学实验数据拟合出软化模量与E(σ₁-σ₃)/σ₃的线性关系，并利用最小二乘法的拟合原理获取三轴压缩强度与杨氏模量的关系，综合得出脆性指标模型。